Fisiologia dell'udito, olfatto e gusto

Il timbro del suono

Un suono non puro può essere riprodotto come un qualsiasi suono naturale, è invece caratterizzato dalla sovrapposizione di più frequenze. Il rapporto tra le varie frequenze costituisce il timbro del suono, variabile in base alla fonte: un LA centrale a 440 Hz risulta diverso se suonato da una chitarra, un piano o cantato a voce, proprio perché hanno tutti timbri diversi.

Il grafico mostra lo spettro delle frequenze generate dall'aver colpito diversi oggetti col suono metallico:

• TAVOLO IN LEGNO: si genera un suono sordo, in quanto è possibile vedere che non ci sono picchi di frequenza che spiccano sugli altri rumore;
• BICCHIERE DA CUCINA: si ottengono dei picchi di frequenza tutti alla stessa altezza ci si avvicina ad un suono vero e proprio;
• BICCHIERE DI CRISTALLO: si ottengono diversi picchi di frequenza.

molto ravvicinatitra loro, caratterizzati dal classico tintinnio è→ particolarmente udibile poiché tutti i range difrequenza cadono nello spettro udibile.L'orecchio umano, quando analizza suoni come quelli naturali appena visti, utilizza il principio dell' ANALISI DI, scomponendo ciascun suono nelle diverse frequenze d'onda semplici predominanti: cosìFOURIERcome le cellule retiniche scompongono la luce nelle varie frequenze dello spettro visibile, ciascunacorrispondente ad un colore, le cellule acustiche sono anch'esse dotate di un campo recettivo di modo checiascuna cellula risulta massimamente recettiva ad una particolare frequenza d'onda sonora.La necessità di scomporre dei suoni che verranno comunque ricomposti dalla corteccia sembra ridondante,ma nasconde un profondo significato funzionale: la scomposizione permette di percepire suoni armonici.Si pensi ad un accordo di prima-terza-quinta del tipo DO-MI-SOL: esso vienepercepito come armonico proprio perché i tre suoni sono prima scomposti e analizzati separatamente e solo dopo riuniti; chiaramente, se dal MIci si sposta al FA sull'accordo, la dissonanza è evidente e il suono non viene percepito come armonico. La teoria musicale dell'armonia è proprio quella che studia in che modo le singole note possano combinarsi in modo da risuonare armonicamente, [ndt: lo stesso sistema delle sette note musicali è stato ideato in modo da generare matematicamente il più alto numero di combinazioni armoniche di suoni possibile a fronte della minor quantità di combinazioni dissonanti possibili]. ALTEZZA Tutti i soggetti, tranne quelli affetti da (incapacità di percepire le melodie) hanno la caratteristica innata AMUSIA di saper percepire l'altezza sonora in maniera relativa, cioè confrontandola con un altro suono. Questo è il principio su cui si basa il sistema musicale ben temperato delmondo occidentale, sviluppato da Bach sul clavicembalo. Tramite esso infatti un accordo può essere percepito come: - armonico o consonante, se c'è una relazione precisa di frequenza (l'accordo di DO maggiore); - dissonante, se ciò non si verifica. - Esiste tuttavia una ristretta percentuale di soggetti, soprattutto tra i musicisti professionisti, dotati di ORECCHIO, cioè capaci di riconoscere una nota in sé per la sua frequenza di vibrazione e non tramite relazioni ASSOLUTO con le altre. Studi in RMI hanno dimostrato che nel 90% dei soggetti è presente una DOMINANZA EMISFERICA SINISTRA per il planum temporale, the cortical area just posterior to the auditory cortex (Heschl's gyrus) it is a triangular region which forms the heart of Wernicke's area, one of the most important functional areas for language: rappresenterebbe non solo il centro percettivo del linguaggio (area del Wernicke) ma un vero e proprio centro di.

Elaborazione di suoni complessi, relativi non solo al linguaggio ma anche alla musica. L'orecchio assoluto è in gran parte innato, ma si può in certa misura anche esercitare: infatti i violinisti o, in generale, musicisti che suonano strumenti da accordare, tendono ad avere un orecchio assoluto più frequentemente dei pianisti, in cui tale abilità non è richiesta.

INTENSITÀ DEL SUONO
L'unità di misura dell'intensità del suono è il bel, espresso come il logaritmo naturale del rapporto tra una determinata potenza sonora P e una potenza sonora di riferimento P0 (legge di Weber-Fechner); più pratico è il decibel, per cui vale dB = 1/10 B. Alcuni valori notevoli della scala in dB riportano:
0 dB: soglia di udibilità dell'orecchio umano per suoni puri con F compresa tra 1000 e 4000 Hz.
30 dB: rumore in ambiente tranquillo, come la biblioteca.
65 dB: conversazione normale.
90 dB: rumore di un aspirapolvere.

dB: rumore dell'autobus.• 120 dB: rumori forti quali un martello pneumatico o un• concerto rock; a questo valore si colloca la soglia del dolore acustico e possono innescarsi traumi acustici permanenti.

Per saggiare la sensibilità dell'orecchio si esegue il test dell'audiometria: si pone il soggetto in una stanza acusticamente isolata e gli vengono proposti dei suoni per stabilire se li sente o meno; si crea quindi una curva audiometrica, che permette di quantificare in dB la perdita di udito. Una perdita di 20dB corrisponde al non riuscire a sentire il cinguettio degli uccelli o il frusciare delle foglie, una perdita di 80 dB esclude da tutti i suoni comuni.

FUNZIONE DEI VARI TRATTI DELL'ORECCHIO

ORECCHIO ESTERNO

La funzione dell'orecchio esterno, grazie al padiglione auricolare, è duplice: amplificare le onde sonore;• permettere la localizzazione spaziale della fonte sonora; questo principio è meglio sfruttato in animali come•

gatti e cavalli, capaci di orientare il padiglione auricolare. ORECCHIO MEDIO, che lo separa dall'orecchio esterno; molto importante, ai fini del benessere della MEMBRANA DEL TIMPANO, risulta la tuba uditiva: aprendosi in faringe essa permette infatti l'ingresso di aria nell'orecchio medio in modo che la pressione ai due lati della membrana timpanica sia identica. Ciò permette di vibrare correttamente ed evitare danni meccanici (quando si va in alta montagna/aereo o nelle profondità marine l'alterata pressione alla membrana del timpano provoca il classico senso di otturazione delle orecchie che impedisce di sentire correttamente). La CATENA DEGLI OSSICINI DELL'UDITO, che in senso latero-mediale sono martello-incudine-staffa: il primo è a contatto con la membrana del timpano e vibra in fase con essa sulla base delle onde sonore che la colpiscono, trasmettendo le vibrazioni fino alla staffa che, chiudendosi sulla finestra ovale,

comunica levibrazioni all'orecchio interno (perilinfa). Durante la deglutizione la pressione dell'aria nella cavità timpanica si equilibra con la pressione atmosferica attraverso la tuba di Eustachio: ciò è di particolare importanza nelle immersioni o in aereo. Se l'adattamento pressorio non avviene, come in corso di un raffreddore, la membrana del timpano si inarca verso l'esterno o si infossa, così che la sua capacità vibratoria si riduce ne consegue ipoacusia e spesso anche otalgia. → La resistenza incontrata dalle onde sonore (impedenza= Z = pV dove p è la densità del mezzo e V la velocità di propagazione dell'onda in esso) nell'aria è notevolmente inferiore rispetto a quella nel liquido dell'orecchio interno: quando esistono differenze di impedenza, il passaggio delle onde sonore da un mezzo a un altro comporta, per la riflessione delle onde pressorie, la perdita della maggior parte

dell'energia sonora (nel caso del passaggio dall'orecchio medio all'orecchio interno questa perdita potrebbe essere di circa il 99%): un tale fenomeno comprometterebbe notevolmente le nostre capacità uditive, ma il complesso formato dal timpano e dalla catena ossiculare determina un adattamento all'impedenza acustica dell'orecchio interno, riducendo in questo modo le perdite di energia dovute alla riflessione (a circa 40%): il processo di amplificazione non è ottenuto con il principio della leva dato che il "braccio" delle forze agenti sul martello e sull'incudine è all'incirca lo stesso, (si pensi al bambino che invece riesce ad equilibrare sul "pinco-panco" sedendosi più lontano dal fulcro, con la sua minor forza peso, il peso del padre); il sistema degli ossicini trasferisce praticamente inalterata (il guadagno è circa di un fattore 1.3) la forza che il timpano

esercita sul martello, alla finestra ovale.

TIMPANO: la compensazione dell'impedenza è in larga parte ottenuta tramite un aumento della pressione² sonora a livello della finestra ovale, la cui area (circa 3.2 mm²) è circa 17 volte inferiore all'area del timpano² (circa 55 mm²) la pressione è aumentata quindi circa di un fattore 2² (1.3 per gli effetti di leva meccanica→2 per 17 per gli effetti di diminuzione dell'area).

I muscoli dell'orecchio medio, ovvero il muscolo tensore del timpano e il muscolo stapedio, si fissano rispettivamente al martello e alla staffa e, contraendosi, riducono l'adattamento all'impedenza acustica, riducendo così la trasmissione del suono: questi muscoli si contraggono per via riflessa in caso di forti stimoli sonori.

Di conseguenza, al passaggio tra aria e perilinfa (di densità assimilabile all'acqua) parte dell'onda sonora viene riflessa grazie al principio di conservazione

dell'energia si sa inoltre che vale T + R = 1 dove T è la frazione di onda trasmessa e R è la frazione di onda rifratta. A causa dei tempi di risposta nella contrazione muscolare (almeno 35 ms), questo meccanismo non protegge dai traumi causati da una esplosione! Inoltre, la performance dei muscoli dell'orecchio medio peggiora con l'età, così che la capacità di adattamento al rumore si riduce.

ORECCHIO INTERNO
L'orecchio interno è situato nella rocca petrosa dell'osso temporale e comprende due organi di senso: l'organo dell'equilibrio, che è contenuto nel labirinto vestibolare, e l'organo uditivo del Corti, che è contenuto nella coclea. I tre canali della coclea (scale o rampe), che si avvolgono a forma di chiocciola, sono detti scala vestibolare, scala media e scala timpanica. La termina con la base della scala vestibolare a livello della finestra ovale.